EP2059378A1 - Vorrichtung zum filtrieren einer thermoplastischen kunststoffschmelze - Google Patents

Vorrichtung zum filtrieren einer thermoplastischen kunststoffschmelze

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Publication number
EP2059378A1
EP2059378A1 EP07785542A EP07785542A EP2059378A1 EP 2059378 A1 EP2059378 A1 EP 2059378A1 EP 07785542 A EP07785542 A EP 07785542A EP 07785542 A EP07785542 A EP 07785542A EP 2059378 A1 EP2059378 A1 EP 2059378A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bolt
filter
passage opening
filter cartridges
plastic melt
Prior art date
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Application number
EP07785542A
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English (en)
French (fr)
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EP2059378B1 (de
Inventor
Harald Pohl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maag Pump Systems GmbH
Original Assignee
Maag Pump Systems Textron GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Maag Pump Systems Textron GmbH filed Critical Maag Pump Systems Textron GmbH
Publication of EP2059378A1 publication Critical patent/EP2059378A1/de
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Publication of EP2059378B1 publication Critical patent/EP2059378B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/69—Filters or screens for the moulding material
    • B29C48/694—Cylindrical or conical filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion

Definitions

  • the present invention relates to a device for filtering a thermoplastic polymer melt having the features of the preamble of patent claim 1.
  • DE 40 12 404 C describes a corresponding device for filtering a thermoplastic melt, wherein the known device comprises a housing which is provided with an inlet channel for the melt to be filtered plastic and an outlet channel for the filtered plastic melt. Between the inlet channel and the outlet channel two perpendicular to the channels extending cylindrical bores are provided, which each serve to receive an axially displaceable bolt.
  • the plastic melt to be filtered is supplied via the inlet channel, occurs thereafter in the bolt provided in the passage opening and is filtered by the filter cartridges positioned therein, wherein each filter candle is flowed through from the outside to the inside of the plastic melt, so that hereafter from the interior of the filter candle the then filtered plastic melt is discharged through the outlet channel and thus supplied as a filtered plastic melt to a downstream of the device, for example, arranged tool or nozzle.
  • the present invention has for its object to provide a device for filtering a thermoplastic resin melt available, in which a particularly uniform flow against all filter cartridges is ensured. This object is achieved by a device with the characterizing features of claim 1.
  • the inventive device for filtering a thermoplastic plastic melt has a housing which is provided with an inlet channel for the plastic melt to be filtered and an outlet channel for the filtered plastic melt.
  • the inlet channel is separated from the outlet channel in the device according to the invention by at least one perpendicular to these channels extending cylindrical bore, wherein an axially displaceable pin is positioned within the cylindrical bore.
  • the bolt is arranged so precisely within the cylindrical bore that, without additional sealing means, it also prevents an axial displacement when plastic melt undesirably passes between the outer wall of the bolt and the inner wall of the cylindrical bore.
  • the bolt is further provided with at least one passage opening for receiving at least one, consisting of a plurality of filter cartridges filter element, the filter cartridges are arranged in the direction of displacement of the bolt and perpendicular thereto in first rows and axially aligned in the flow direction of the plastic melt, so in that the plastic melt to be filtered flows against the filter cartridges from the outside, so that the dirt present in the plastic melt is filtered off as the plastic melt passes through the jacket and optionally through the top surface of the filter cartridges, so that a filtered one is filtered out of the interior of the filter candle Plastic melt leaves the filter element.
  • the axial lengths of all filter cartridges a first row and also seen perpendicular to the direction of displacement of the bolt, the axial lengths of all filter cartridges a second row to the line of curvature of Bore adapted so that between the top surfaces of the filter cartridges and the associated portion of the line of curvature of the bore a minimized distance is formed.
  • the tunnel-shaped space forming between the passage opening provided in the bolt and the corresponding section of the inner wall of the bore is filled maximally with filter cartridges by adapting the axial length of the candle plugs in the device according to the invention, so that those described above in the prior art Dead spaces in the device according to the invention do not exist or exist only to a considerably reduced extent.
  • the device according to the invention is characterized in particular by a longer operating time and by evenly soiled filter cartridges, so that the invented The device according to the invention is particularly economical and to operate with significantly reduced personnel costs with uniform filtration performance and identical rheological behavior of the filtered plastic melt.
  • the device according to the invention particularly effectively prevents unwanted deposits, for example from dirt aggregates or cracked plastic melt, from taking place in this dead space volume, which in turn leads to a particularly trouble-free operation of the inventive device leads.
  • the filter cartridges used in the device according to the invention are preferably cylindrical or predominantly cylindrical filter cartridges, which in particular also have a uniform diameter, so that preferably a filter element is formed from a plurality of cylindrical filter cartridges with identical diameter.
  • a filter element is formed from a plurality of cylindrical filter cartridges with identical diameter.
  • Filter elements are provided in the device according to the invention, the filter cartridges group or rowwise identical and group or row by row have different diameters. As already explained in the device according to the invention, the distance of the top surfaces of the filter cartridges and the associated portion of the line of curvature of the bore is minimized, in which case in particular the filter cartridges are arranged and aligned with respect to their axial length, that this distance between 2 mm and 0, 5 mm.
  • a further embodiment of the device according to the invention provides that in this case all head surfaces of the filter cartridges is assigned a common end plate, which is provided with holes.
  • this end plate causes that specifically to be filtered plastic melt is distributed by means of the holes on the plurality of filter cartridges, in a development of this embodiment, then the common end plate is preferably provided with such holes, which have a different diameter. This prevents undesirable laminar flow areas from forming when the filter cartridges flow on, which in turn uniforms the supply of the plastic melt to be filtered to the multiplicity of filter cartridges.
  • this common closure plate has the advantage that the dead space volume is thereby further reduced, which, as previously described, has significant rheological benefits and effectively prevents unwanted deposits.
  • the previously described end plate has the advantage that it can be checked by this, whether each filter cartridge of a filter element is positioned at the right place.
  • an alternative end plate which is only used as a control template in the short term when unladen filter cartridges are repositioned. After checking with the help of this specially shaped control stencil it is removed, so that during the filtering no end plate is provided.
  • the filter cartridges are positioned on a perpendicular to the flow direction of the plastic melt support plate arranged with through openings for the Plastic melt is provided.
  • the rheological conditions can be influenced and optimized in the device according to the invention, which is particularly important when the device according to the invention is formed as a large area filter as quantified above.
  • a development of the embodiments described above provides that in this case the support plate is releasably connected to the end plate.
  • the entire package of filter cartridges of a filter element is then removed after axial displacement of the bolt in an area outside the housing by means of a suitable lifting device or a corresponding pneumatic or hydraulic device of the passage opening and by a corresponding filter element, the filter cartridges not yet are loaded with dirt, exchanged, so that this development of the device according to the invention effectively reduces the required for a change of the filter elements downtime significantly.
  • the retaining plate is assigned a locking element which cooperates with a corresponding counterpart which is positioned in the region of the passage opening, then this configuration allows particularly effective that such a configured filter element can always be properly positioned within the passage opening, so that it does not damage the bolt and / or the bore wall at an axial displacement.
  • the support plate is configured such that it has differently shaped fastening elements for the filter cartridges, so that it effectively prevents filter cartridges from being arranged at the wrong position on the support plate.
  • This of course requires that the filter candles are designed at the foot side so that only certain filter cartridges can be fixed with a predetermined axial length at a certain point on the support plate.
  • each filter candle is provided with a, the top surface associated end member instead of the single end plate described above.
  • this individual closure element can be designed individually from the point of view of influencing and optimizing the rheological conditions of the plastic melt fed and to be filtered, and furthermore serves to further reduce the unwanted dead space volume .
  • the closure element can preferably be designed spherical or partially spherical, but a conical or cone-like shape is particularly preferred, since by varying the cone angle, a desired influencing of the rheological conditions can be brought about particularly easily.
  • the passage opening in the bolt has a polygonal cross section.
  • the term polygon covers, in particular, convex polygons, the number of corners of the polygon generally being dependent on the diameter of the pin and the diameter of the respective filter cartridges to be used, so that, taking into account an optimized flow behavior, a maximum of filter candles can be arranged within the polygon-shaped passage opening.
  • the passage opening in this first possibility has a quadrangular to decagonal, preferably convex, shape in the cross section of the passage opening and thus in the flow direction of the thermoplastic melt to be filtered.
  • polygon not only designates polygons which contain corners in a strictly mathematical sense, but also covers those configurations which are to be described as polygon-like and thus have no corners in the strictly mathematical sense but correspondingly rounded corners ,
  • the above-described polygonal passage opening can be designed to be continuous polygon over its entire axial length.
  • the polygonal passage opening is designed such that it is polygonal in a first, the inlet channel facing portion and that downstream of the filter element, a second portion of the passage opening adjoins, in which polygonal passage opening then opens into a round passage opening.
  • thermoplastic melt to be filtered is conveyed over a fed round inlet channel, the ends opens into the polygonal passage, takes place in this junction area a turbulence of the flowing plastic melt, with the result that here forms a turbulent flow, which ensures a particularly uniform supply of all filter cartridges.
  • Downstream of the filter element then causes the previously described transition from the polygonal shape to the round shape in the region of the second section that the flow of the now filtered plastic melt is calmed, so that arranged over the outlet channel a uniform and continuous flow of plastic melt after the filtering device Tool or the nozzle is supplied.
  • the polygonal passage opening is designed as a regular hexagon in cross section.
  • regular hexagon not only covers such convex hexagons in which the angles and the side lengths are identical, but also those hexagons which have identical angles as well as four identically long sides and furthermore additionally two identical sides, where the length of the four sides is different from the length of the two sides, like this will be described below in an embodiment.
  • the second possibility of the device according to the invention suggests that in this case the passage opening, which is provided in the bolt, is designed as a round and thus cylindrical passage opening.
  • the third possibility provides that the passage opening in the bolt is designed to be oval, whereas the fourth embodiment has the shape of Passage opening provides that in this case this passage opening is made up of two, partially overlapping round passages. It should be further noted that the above-described four ways of designing the differently shaped cross-section through openings according to how the degree of contamination of the plastic melt to be filtered is and in particular, which rheological problems prepares each to be filtered plastic melt.
  • the passage opening in the pin is configured oval or is formed from two, partially overlapping round passage openings, provides that these passage openings in the bolt over the cross section of the bolt seen in a first section is accordingly oval or formed from two partially overlapping round passages and that this is followed downstream of the filter element, a second portion of the passage opening, which is designed as a round channel.
  • the diameter of this round channel shall be adjusted in particular to the diameter of the adjacent channel. Ches adapted to the outlet channel, so that seamlessly provided in the bolt portion channel opens into the corresponding region of the outlet channel.
  • this embodiment of the device according to the invention has a housing with a single inlet channel, a single outlet channel, a single cylindrical bore for axially displaceable mounting of a single bolt, the pin itself being provided with a single passage opening for receiving a single filter element.
  • the at least one cylindrical bolt is provided with two axially spaced-apart passage openings each for receiving a filter element, wherein in a first position of the bolt, the filter candles are flowed through by both filter elements with the plastic melt to be filtered and in a second position of the bolt, the filter cartridges are traversed by a filter element with the plastic melt to be filtered, while at the same time the filter cartridges of the other filter element in a position outside of the housing
  • this filter element can then be exchanged for such a filter element, which is provided with fresh filter cartridges, ie those filter cartridges that have not yet been involved in the filtration process.
  • fresh filter cartridges ie those filter cartridges that have not yet been involved in the filtration process.
  • a variation of the previously described embodiment of the inventive device provides that in the first position of the bolt, both filter elements are not in the filtration position but only a single filter element, while the other filter element is not acted upon by the plastic melt. Rather, this filter element is in a position in which it is arranged outside the housing.
  • This variant is used in particular when the particular plastic melt to be filtered in particular sensitive to pressure fluctuations and / or increased pressure.
  • this has at least two, arranged within a housing and axially displaceable thereto bolts, which are each provided with at least two, with axial spacing from each other arranged filter elements.
  • the filter cartridges of all filter elements are flowed through by the plastic melt to be filtered.
  • a filter element is in a position outside the housing of the Vorrich- device, so that it is accordingly replaced with a fresh filter element, while at the same time the filter cartridges of the other remaining filter elements are flowed through by the plastic melt to be filtered ,
  • they are arranged axially displaceable.
  • the latter comprises at least one cylindrical bolt, which is provided with two passage openings arranged at an axial distance from each other for receiving a filter element.
  • the filter cartridges are flowed through by both filter elements with the plastic melt to be filtered.
  • plastic melt used in the present description particularly denotes a polypropylene, polyethylene, high-pressure polypropylene, low-pressure polyethylene, linear low-pressure polyethylene, poly-mer, styrene, polyamide, alkyl butadiene styrene (ABS), polyester, polyoxymethylene (POM), polyacrylate, polymethylmethacrylate (PMMA) and polyvinyl chloride melt.
  • POM polyoxymethylene
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • PV chloride melt particularly denotes a polypropylene, polyethylene, high-pressure polypropylene, low-pressure polyethylene, linear low-pressure polyethylene, poly-mer, styrene, polyamide, alkyl butadiene styrene (ABS), polyester, polyoxymethylene (POM), polyacrylate, polymethylmethacrylate (PMMA) and polyvinyl chloride melt.
  • the filter cartridges of a filter element are arranged not only in a single first row and in a single second row, but that the filter cartridges are positioned in a plurality of successive first rows and in a plurality of consecutive second rows as well in particular also shown in the drawing.
  • Figure 1 is a schematic representation of an apparatus for
  • FIG. 2 shows a schematic perspective partial view of the bolt with the passage opening provided in the bolt and the filter element arranged there according to a first embodiment
  • Figure 3 is a partial perspective view in the direction of the
  • Figure 4 is a partial perspective view in the direction of the
  • FIG 5 is a schematic sectional view of the bolt according to the line A-B in Figure 7 with partially broken away
  • Figure 6 is a partial perspective view taken along the line A-B in Figure 7;
  • Figure 7 is a partial perspective view of the second embodiment
  • FIG. 8 is an exploded view of the bolt provided in the passage opening and the filter element arranged there according to a third embodiment
  • FIG. 9 shows a schematic perspective partial view of the bolt with the passage opening provided in the bolt and the filter element arranged there according to a fourth embodiment
  • FIG. 10 shows a schematic perspective view of the bolt with the passage opening provided in the bolt and the filter element arranged there according to a fifth embodiment.
  • FIGS. 1 to 10 the same parts are provided with the same reference numerals.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device (indicated overall by 20) for filtering a thermoplastic melt, the device 20 having a housing 21.
  • the housing 21 of the device 20 is provided with two cylindrical bores 3, wherein the cylindrical bores 3 store an upper bore 4 and a lower bolt 4a axially displaceable in the direction of arrow 22 and vice versa.
  • hydraulic elements 23 are assigned to the two bolts 4 and 4a, respectively.
  • the upper pin 4 and the lower pin 4a are formed identically and have at least one passage opening 5 extending in the flow direction (arrow 28) of the plastic melt to be filtered, as can be seen in the upper pin 4.
  • This passage opening 5 receives in each case a filter element, which is shown in various embodiments in Figures 2 to 9 in detail.
  • this plastic melt passes through an inlet channel 1 into the housing 21 of the device 20, from there into the passage opening 5, which is aligned with the inlet channel 1 during filtration, is through the arranged in the passage opening 5 filter element filtered and passed downstream of the filter element in the outlet channel (not visible), which in turn is aligned during filtration with the inlet channel and the passage opening in turn.
  • a tool or nozzle is positioned, which is supplied with filtered plastic melt as continuously as possible.
  • the inlet channel 1 is divided into two sub-channels, so that the inlet channel in the vicinity of the front of the housing 21 divides, so as a partial flow of the plastic melt to be filtered to the lower pin 4a and another partial flow of the to be filtered plastic melt to the upper bolt 4 to lead.
  • the outlet channel is also divided and terminates in a common outlet channel.
  • the lower pin 4a is in the working position (filtration position), while the upper pin 4 is shown in a position in which the passage opening 5 is freely accessible from the outside, so that here an exchange of laden with dirt particles Filter element can be made against an unloaded filter element.
  • the cylindrical bores 3 in the housing 21 are adapted to the diameter of the bolts 4 and 4a, that even with an axial displacement of the bolt in the direction of arrow 22 no
  • FIGS. 2 to 4 show a partial view of a first embodiment, which shows in detail how the filter cartridges 6 of the filter element designated overall by 7 are formed and arranged in the device.
  • the filter element 7 has a large number of filter cartridges 6, which are separated from one Supported transverse to the flow direction of the plastic melt positioned round support plate 14 and are respectively arranged in such first rows 9 and second rows 9a, which, depending on the figure, according to Figure 2 and 3 arcuate curved and is aligned according to Figure 4 apparently linear.
  • first rows 9 and second rows 9a which, depending on the figure, according to Figure 2 and 3 arcuate curved and is aligned according to Figure 4 apparently linear.
  • only one first row 9 and one second row 9a are shown by way of example in FIGS. 2 to 9.
  • the axial lengths of all filter cartridges 6 of the first row 9 are identical, while perpendicular (as expressed by arrow 29) to the direction of displacement of the bolt 4 seen the axial lengths of a second row 9a the filter cartridges 6 are adapted to the curvature of the bore 3 so that only a minimized distance is formed between the top surfaces 11 of the filter cartridges 6 and the associated portion of the line of curvature of the bore 3 ( Figure 1).
  • the entire surface of the support plate 14 is occupied with filter cartridges 6 aligned in successive first rows 9 and second rows 9a.
  • the line of curvature of the bore 3 is approximately identical to the outer wall of the bolt 4, so that the passage opening 5 in the bolt while maintaining a minimum dead zone completely with filter cartridges upstream of the Support plate 14 is filled.
  • FIGS. 5 to 7 show a partial embodiment of a second embodiment, which shows in detail how the filter cartridges 6 of the filter element designated overall by 7 are constructed and arranged in the device.
  • this second embodiment differs from the first embodiment described above in connection with FIGS. 2 to 4 in that, in the second embodiment according to FIGS. 5 to 7, each head surface 11 of the filter cartridges 6 has an offset.
  • Final element 15 is provided so that in this second embodiment, this conically shaped closure element 15 on the one hand performs a rheological guiding function for the plastic melt to be filtered and on the other hand in the sense of the above description forms a head surface of the filter cartridges, which minimizes the distance to the corresponding section of the Curved line of the bore and thus reduces the dead zones in volume above the top surfaces of the filter cartridges.
  • FIG. 8 illustrates a third embodiment as an exploded view, which shows in detail how the filter cartridges 6 of the filter element designated overall by 7 are constructed and arranged in the apparatus.
  • this third embodiment differs from the second embodiment described above in connection with FIGS. 5 to 7 in that, in the third embodiment according to FIG. 8, the individual closure elements 15 provided in the second embodiment, which are individually associated with each filter candle 6, are replaced by a common end plate 12, which is interspersed with a plurality of holes 13.
  • the bores 13 distributed over the surface are provided with different diameters so that the rheological behavior of the plastic melt to be filtered can be controlled individually.
  • the end plate 12 is curved and has a tunnel-shaped curvature, so as to tightly adapt to the first rows 9 and the second rows 9a of the filter cartridges 6 and thus to reduce the dead volume while optimizing the filter surfaces the support plate 14 on a radially inwardly projecting annular element 27 which is provided within the passage opening 5, supported, as is the case with the embodiments described above.
  • the surface of the end plate 12 forms the top surfaces of the filter cartridges in the sense of above description.
  • the end plate 12 may be releasably connected to the support plate 14 with the inclusion of the filter cartridges 6, so as to be able to remove the filter element 7 as a whole easier when changing.
  • the filter cartridges 6 can be releasably connected to the support plate 14, so for example by appropriate threaded or bayonet connections.
  • FIG. 9 A fourth embodiment is shown in FIG. 9 as a partial view, which shows in detail how the filter cartridges 6 of the filter element designated overall by 7 are constructed and arranged in the device.
  • this fourth embodiment differs from the first embodiment described above in connection with Figures 2 to 4 in that in the fourth embodiment according to FIG 9, the passage opening 5 in the bolt 4 is not round but oval, so that thereby the number Filter cartridges 6 and thus the entire filter surfaces is increased or will.
  • the filter element 7 has a multiplicity of filter cartridges 6, which are held by an oval support plate 14 positioned transversely to the flow direction of the plastic melt and arranged in such first rows 9 and second rows 9a as these previously described.
  • first rows 9 and second rows 9a as these previously described.
  • the axial lengths of all filter cartridges 6 of the first row 9 are identical, while seen perpendicularly (expressed by arrow direction 29) to the displacement direction 22 of the bolt 4, the axial lengths of the second row 9a of the filter cartridges 6 to the line of curvature of the bore 3 ( Figure 1) are adapted so that between the head surfaces 11 of the filter cartridges 6 and the associated portion of the line of curvature of the bore 3 ( Figure 1) is formed only a minimized distance.
  • the entire surface of the support plate 14 is occupied with filter cartridges 6 aligned in successive first rows 9 and second rows 9a.
  • the line of curvature of the bore 3 is approximately identical to the outer wall of the bolt 4, so that the passage opening 5 in the bolt while maintaining a minimum dead zone completely with filter cartridges upstream of the Holding plate 14 is filled.
  • the oval passage opening 5 opens into a channel 30, wherein the channel 30 has a round diameter which is identical to the diameter of the round outlet channel.
  • FIG. 10 shows a fifth embodiment of a bolt as a perspective view, which shows in detail how the filter cartridges 6 of the filter element 7, designated overall by 7, are arranged and arranged.
  • this fifth embodiment differs from the first embodiment described above in connection with FIGS. 2 to 4 in that, in the fifth embodiment according to FIG. 10, the passage opening 5 in the bolt 4 is not round but hexagonal, so that in this way Number of filter cartridges 6 and thus the entire filter surfaces is increased or will be.
  • the filter element 7 has a large number of filter cartridges 6.
  • An unrecognizable hexagonal mounting plate that is transverse to the flow Direction of the plastic melt is positioned within the bolt 4, supports the predominantly cylindrical filter cartridges 6.
  • These filter cartridges 6 are arranged in each case in such first rows 9 and second rows 9a, as previously described. To clarify, it should be noted that in FIG. 10 only one first row 9 and one second row 9 a are shown by way of example.
  • the axial lengths of all filter cartridges 6 of the first row 9 are identically large, while seen perpendicularly (expressed by arrow 29) to the direction 22 of the bolt 4, the axial lengths of the second row 9a of the filter cartridges 6 to the line of curvature of the bore 3 ( Figure 1) are adapted so that between the top surfaces 11 of the filter cartridges 6 and the associated portion of the line of curvature of the bore 3 ( Figure 1) is formed only a minimized distance.
  • the curvature of the bore 3 is approximately identical to the outer wall of the bolt 4, so that the hexagonal passage opening 5 in the bolt while maintaining a minimum dead zone completely upstream with filter cartridges the support plate is filled.
  • the hexagonal passage opening 5 in the region of the second section opens into a round cross section (not shown), the diameter of this round passage opening region being identical to the diameter of the likewise round outlet channel.
  • the passage opening seen over its axial length has a hexagonal first section facing the inlet channel and also has a hexagonal cross-section downstream of the mounting plate, which, however, still opens into a round cross-section within the bolt, this passage opening area protruding as the second section was designated.
  • this hexagon is a regular convex hexagon in which all angles are identical.
  • the length of the four sides a to d of this hexagon are also identical, while the side e and the associated side not recognizable in FIG. 10 and oriented parallel thereto are also identically long, but longer than the four sides a to d. Therefore, you can see the cross-sectional shape seen in the direction of displacement of the bolt as elongated hexagon.

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Description

Vorrichtung zum Filtrieren einer thermoplastischen
Kunststoffschmelze
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoffschmelze mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Vorrichtungen zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoff- schmelze sind in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 40 12 404 C eine entsprechende Vorrichtung zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoffschmelze, wobei die bekannte Vorrichtung ein Gehäuse aufweist, das mit einem Eintrittskanal für die zu filtrierende Kunststoffschmelze und einen Austrittskanal für die filtrierte Kunststoffschmelze versehen ist. Zwischen dem Eintrittskanal und dem Austrittskanal sind zwei senkrecht zu den Kanälen verlaufende zylindrische Bohrungen vorgesehen, die jeweils zur Aufnahme eines axial verschiebbaren Bolzens dienen. Während des Filtriervorganges der Kunststoffschmelze fluchtet eine in jedem Bolzen vorgesehene Durchtrittsöffnung mit dem Eintrittskanal und dem Austrittskanal, wobei innerhalb der Durchtrittsöffnung ein quer zur Strömungsrichtung angeordnetes Filterelement gehaltert ist, das mit einem Flachfilter, das auch üblicherweise als Sieb bezeichnet wird, ausgestattet ist. Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 2 315 344 A bekannt, wobei sich diese bekannte gattungsbildende Vorrichtung von der zuvor beschriebenen Vorrichtung im Wesentlichen dadurch unterscheidet, daß das flache Filter bzw. das Sieb bei der aus der DE 2 315 344 A bekannten Vorrichtung durch eine Vielzahl von Filterkerzen ersetzt ist, die in axiale Verschieberichtung des Bolzens und senkrecht hierzu in Reihen positioniert sind. Die zu filtrierende Kunststoffschmelze wird dabei über den Eintrittskanal zugeführt, tritt hiernach in die im Bolzen vorgesehene Durchtrittsöffnung ein und wird mittels der dort positionierten Filterkerzen gefiltert, wobei jede Filterkerze von außen nach innen von der Kunststoffschmelze durchströmt wird, so daß hiernach aus dem Inneren der Filterkerze die dann filtrierte Kunststoffschmelze über den Austrittskanal abgeführt und somit als filtrierte Kunststoffschmelze einem stromab der Vorrichtung beispielsweise angeordnetem Werkzeug oder einer Düse zugeführt wird.
Bei der zuvor beschriebenen und aus der DE 2 315 344 A bekannten Vorrichtung weisen alle Filterkerze eine identische axiale Länge auf, so daß hier ein beträchtlicher Abstand zwischen den Kopf- flächen der Filterkerzen und dem zugehörigen Abschnitt der Krümmungslinie der Bohrung im Gehäuse besteht. Dies wiederum hat den Nachteil, daß hier ein erhebliches, nicht von Filterflächen ein- genommenes Totvolumen ausgebildet ist, wobei die Fachwelt dieses Totvolumen für erforderlich hält, um eine einwandfreie und insbesondere auch gleichmäßige An- bzw. Durchströmung aller Filterkerzen zu gewährleisten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoffschmelze zur Verfügung zu stellen, bei der ein besonders gleichmäßiges Anströmen aller Filterkerzen gewährleistet ist . Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Filtrieren einer thermo- plastischen Kunststoffschmelze weist ein Gehäuse auf, das mit einem Eintrittskanal für die zu filtrierende Kunststoffschmelze und einem Austrittskanal für die filtrierte Kunststoffschmelze versehen ist. Der Eintrittskanal ist von dem Austrittskanal bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch mindestens eine senk- recht zu diesen Kanälen verlaufende zylindrische Bohrung abgetrennt, wobei innerhalb der zylindrischen Bohrung ein axial verschiebbarer Bolzen positioniert ist. Hierbei ist der Bolzen derart präzise innerhalb der zylindrischen Bohrung angeordnet, daß er ohne zusätzliche Dichtmittel auch bei einer axialen Verschie- bung verhindert, daß sich zwischen der Außenwandung des Bolzens und der inneren Wandung der zylindrischen Bohrung in unerwünschter Weise Kunststoffschmelze durchdrückt. Der Bolzen ist desweiteren mindestens mit einer Durchtrittsöffnung zur Aufnahme von mindestens einem, aus einer Vielzahl von Filterkerzen bestehen- den Filterelement versehen, wobei die Filterkerzen in Verschieberichtung des Bolzens und senkrecht hierzu in ersten Reihen angeordnet und in Strömungsrichtung der Kunststoffschmelze axial gesehen ausgerichtet sind, derart, daß die zu filtrierende Kunststoffschmelze die Filterkerzen von außen anströmen, so daß der in der Kunststoffschmelze vorhandene Schmutz beim Passieren der Kunststoffschmelze durch den Mantel und ggf. durch die Kopf- fläche der Filterkerzen abfiltriert wird, so daß hiernach aus dem Inneren der Filterkerze eine filtrierte Kunststoffschmelze das Filterelement verläßt. Im Unterschied zu der zuvor beschrie- benen gattungsbildenden bekannten Vorrichtung sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verschieberichtung des Bolzens gesehen die axialen Längen aller Filterkerzen einer ersten Reihe identisch und desweiteren senkrecht zur Verschieberichtung des Bolzens gesehen die axialen Längen aller Filterkerzen einer zweiten Reihe an die Krümmungslinie der Bohrung derart angepaßt, daß zwischen den Kopfflächen der Filterkerzen und dem zugehörigen Abschnitt der Krümmungslinie der Bohrung ein minimierter Abstand ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist somit der sich zwischen der im Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung und dem entsprechenden Abschnitt der Innenwandung der Bohrung ausbildende tunnelförmige Raum durch die Anpassung der axialen Länge der Pilterkerzen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung maximal mit Filterkerzen ausgefüllt, so daß die zuvor beim Stand der Technik beschriebenen Toträume bei der erfindungsgemäßen Vor- richtung nicht oder nur in einem erheblich verringertem Maße bestehen.
Überraschend konnte festgestellt werden, daß trotz Eliminierung oder Minimierung des Totraumvolumens bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung alle Filterkerzen gleichmäßig angeströmt und somit auch im Laufe der Benutzung gleichmäßig mit abzufiltrierenden Schmutzaggregaten belegt werden, so daß dementsprechend bei einem Austausch oder einer Regenerierung der Filterkerzen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Filterkerzen festgestellt werden konnten, die stärker mit Schmutzaggregaten belegt waren als hiervon benachbarte Filterkerzen. Dies wiederum führt zu dem entscheidenden Vorteil, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur die zur Verfügung stehenden Filterflächen im Vergleich zu der gattungsbildenden bekannten Vorrichtung erheblich, so insbesondere zwischen 20 % und 80 %, vergrößert ist, so daß dementsprechend bei der erforderlichen Reinigung der Filterkerzen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zur herkömmlich bekannten Vorrichtung eine deutlich verlängerte Betriebszeit ermöglicht wird sondern daß auch wenn bei der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung ein Austausch bzw. eine Regenerierung der Filterkerzen in Folge der Verschmutzung der Filterflächen erforderlich wird, gleichmäßig angeschmutzte Filterkerzen vorliegen. Von daher zeichnet sich die erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere durch eine längere Betriebszeit und durch gleichmäßig angeschmutzte Filterkerzen aus, so daß die erfin- dungsgemäßen Vorrichtung besonders wirtschaftlich und mit erheblich reduziertem Personalaufwand bei gleichmäßiger Filtrierleistung und identischem rheologischem Verhalten der filtrierten Kunststoffschmelze zu betreiben ist. Wegen der bereits zuvor be- schriebenen Minimierung des Totraumvolumens und des überraschenderweise gleichmäßigen Anströmens aller Filterkerzen verhindert die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders wirksam, daß in diesem Totraumvolumen unerwünschte Ablagerungen, beispielsweise von Schmutzaggregaten oder gecrackter Kunststoffschmelze, stattfin- den, was wiederum zu einer besonders störungsfreien Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt .
Die zuvor beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung treten insbesondere bei Großflächenfiltern auf, bei denen der Bolzendurchmesser zwischen 400 mm und 800 mm, die Kerzenanzahl zwischen 30 Filterkerzen und 80 Filterkerzen, die axialen Längen der Filterkerze, abhängig von ihrer Position, zwischen 150 mm und 600 mm, die Filterkerzendurchmesser zwischen 50 mm und 100 mm und dementsprechend die Filterflächen zwischen 1,5 m2 und 15 m2 variieren, wobei sich diese Angaben auf ein einziges Filterelement beziehen.
Es ist festzuhalten, daß die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzten Filterkerzen vorzugsweise zylindrische oder überwiegend zylindrische Filterkerzen sind, die insbesondere auch einen einheitlichen Durchmesser besitzen, so daß vorzugsweise ein Filterelement aus einer Vielzahl von zylindrischen Filterkerzen mit identischem Durchmesser ausgebildet wird. In besonderen Fällen ist es jedoch auch möglich, daß zur weiteren Optimierung der zur Verfügung stehenden Filterflächen solche
Filterelemente in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sind, deren Filterkerzen gruppen- oder reihenweise identische und gruppen- oder reihenweise unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Wie bereits zuvor bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargelegt, ist der Abstand der Kopfflächen der Filterkerzen und der zugehörige Abschnitt der Krümmungslinie der Bohrung minimiert, wobei insbesondere hier die Filterkerzen derart angeordnet und bezüglich ihrer axialen Länge ausgerichtet werden, daß dieser Abstand zwischen 2 mm und 0,5 mm beträgt.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß hierbei allen Kopfflächen der Filterkerzen eine gemeinsame Abschlußplatte zugeordnet ist, die mit Bohrungen versehen ist. Hierbei bewirkt diese Abschlußplatte, daß gezielt die zu filtrierende Kunststoffschmelze mit Hilfe der Bohrungen auf die Vielzahl der Filterkerzen verteilt wird, wobei in Weiterbildung dieser Ausgestaltung dann die gemeinsame Abschlußplatte vorzugsweise mit solchen Bohrungen versehen ist, die einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Dies verhindert, daß sich in unerwünschter Weise laminare Strömungsbereiche beim Anströmen der Filterkerzen ausbilden, wodurch wiederum die Zufuhr der zu filtrierenden Kunststoffschmelze zu der Vielzahl der Filterker- zen vergleichmäßigt wird. Desweiteren beinhaltet diese gemeinsame Abschlußplatte den Vorteil, daß das Totraumvolumen hierdurch weiter verringert wird, was, wie bereits zuvor beschrieben, erhebliche rheologische Vorteile hat und wirksam unerwünschte Ablagerungen verhindert. Desweiteren beinhaltet die zu- vor beschriebene Abschlußplatte den Vorteil, daß hierdurch überprüft werden kann, ob jede Filterkerze eines Filterelementes an der richtigen Stelle positioniert ist. Um die richtige Positionierung aller Filterkerzen, zu überprüfen, besteht die Möglichkeit, eine alternative Abschlußplatte zu verwenden, die ledig- lieh als Kontrollschablone dann kurzfristig angewandt wird, wenn unbeladene Filterkerzen neu positioniert werden. Nach Überprüfung mit Hilfe dieser speziell geformten KontrollSchablone wird diese entfernt, so daß während des Filtrierens keine Abschlußplatte vorgesehen ist. Um bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine einwandfreie und sichere Positionierung der Filterkerzen auch über einen weiten Betriebszeitraum zu gewährleisten, sieht eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß hierbei die Filterkerzen auf einer senkrecht zur Strömungsrichtung der Kunststoffschmelze angeordneten Halterungsplatte positioniert sind, die mit Durchtrittsöffnungen für die Kunststoffschmelze versehen ist. Durch Ausgestaltung der Halterungsplatte und/oder durch Variation der Größe und/oder der Form der Durchtrittsöff- nungen für die filtrierte Kunststoffschmelze in der Halterungsplatte lassen sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die rheologischen Bedingungen beeinflussen und optimieren, was insbesondere dann wichtig ist, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung als Großflächenfilter, wie dieses vorstehend quantifiziert ist, ausgebildet wird.
Um bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Austausch aller Filterkerzen eines Filterelementes zu erleichtern, sieht eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsformen vor, daß hierbei die Halterungsplatte mit der Abschlußplatte lösbar verbunden ist. Bei einem Austausch eines derartigen Filterelementes wird dann das gesamte Paket der Filterkerzen eines Filterelementes nach axialer Verschiebung des Bolzens in einen Bereich außerhalb des Gehäuses mittels einer geeigneten Hebeeinrichtung oder einer entsprechenden pneumatischen oder hydraulischen Einrichtung der Durchtrittsöffnung entnommen und durch ein entsprechendes Filterelement, dessen Filterkerzen noch nicht mit Schmutz beladen sind, ausgetauscht, so daß diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirksam die für einen Wechsel der Filterelemente erforderliche Stillstandszeit erheblich reduziert. Ist zudem noch bei dieser Ausführungsform der Halterungsplatte ein Arretierungselement zugeordnet, das mit einem entsprechenden Gegenstück, das im Bereich der Durchtrittsöffnung positioniert ist, zusammenwirkt, so erlaubt diese Ausgestaltung besonders wirksam, daß ein derartig ausgestaltetes Filterelement stets richtig innerhalb der Durchtrittsöffnung positioniert werden kann, so daß es bei einer axialen Verschiebung nicht zu einer Beschädigung des Bolzens und/oder der Bohrungswandung kommt.
Insbesondere ist die Halterungsplatte derart ausgestaltet, daß sie unterschiedlich ausgebildete Befestigungselemente für die Filterkerzen aufweist, so daß sie wirkungsvoll verhindert, daß auf der Halterungsplatte Filterkerzen an der falschen Position angeordnet werden. Dies setzt natürlich voraus, daß die Filter- kerzen fußseitig so gestaltet sind, daß nur bestimmte Filterkerzen mit einer vorgegebenen axialen Länge an einer bestimmten Stelle auf der Halterungsplatte fixiert werden können.
Bei einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich- tung ist anstelle der zuvor beschriebenen einzigen Abschlußplatte jede Filterkerze mit einem, der Kopffläche zugeordneten Abschlußelement versehen. Dieses individuelle Abschlußelement kann, abhängig von der jeweiligen Größe der Durchtrittsöffnung und der axialen Länge der Filterkerzen individuell unter dem Ge- sichtspunkt der Beeinflussung und Optimierung der rheologischen Verhältnisse der zugeführten und zu filtrierenden Kunststoffschmelze ausgestaltet werden und dient desweiteren dazu, das unerwünschte Totraumvolumen weiter zu verringern. Unter diesem Gesichtspunkt kann das Abschlußelement vorzugsweise kugelartig oder teilkugelartig ausgestaltet sein, wobei jedoch eine konische oder konusartige Form insbesondere bevorzugt wird, da durch Variation des Konuswinkels besonders einfach eine erwünschte Beeinflussung der rheologischen Verhältnisse herbeigeführt werden kann.
Bezüglich der Ausgestaltung der im Bolzen vorgesehenen Durch- trittsöffnung, die abhängig von der Bolzenstärke eine axiale Ausdehnung besitzt und das Filterelement aufnimmt und haltert, bestehen mehrere Möglichkeiten. So schlägt die erste Möglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß hierbei die Durchtrittsöffnung im Bolzen einen polygonen Querschnitt aufweist. Hierbei deckt der Begriff poly- gon insbesondere konvexe Polygone ab, wobei allgemein gesprochen die Zahl der Ecken des Polygons davon abhängt, welchen Durchmesser der Bolzen aufweist und welchen Durchmesser die jeweils zu verwendenden Filterkerzen besitzen, so daß unter Berücksichtigung eines optimierten Strömungsverhaltens ein Maximum an Filterkerzen innerhalb der polygon geformten Durchtrittsöffnung an- geordnet werden kann. Insbesondere weist die Durchtrittsόffnung bei dieser ersten Möglichkeit im Querschnitt der Durchtritts- Öffnung und somit in Strömungsrichtung der zu filtrierenden thermoplastischen Kunststoffschmelze gesehen eine viereckige bis zehneckige, vorzugsweise konvexe, Form auf. Klarstellend ist an- zumerken, daß der Begriff polygon nicht nur Vielecke bezeichnet, die im streng mathematischen Sinne Ecken enthalten, sondern auch solche Ausgestaltungen abdeckt, die als polygon-ähnlich zu bezeichnen sind und somit keine Ecken im streng mathematischen Sinne sondern entsprechend abgerundete Ecken aufweisen.
Bedingt dadurch, daß die im Bolzen vorgesehene Durchtrittsöffnung abhängig von dem jeweiligen Bolzendurchmesser eine derart an den Bolzendurchmesser angepaßte axiale Länge aufweist, daß sie sich vollständig durch den Bolzen erstreckt, kann die zuvor beschriebene polygone Durchtrittsöffnung über ihre gesamte axiale Länge durchgehend polygon ausgebildet sein. Bei einer unter Strömungsgesichtspunkten besonders geeigneten Weiterbildung der zuvor beschriebenen ersten Möglichkeit ist jedoch die polygone Durchtrittsöffnung derart ausgestaltet, daß sie in einem ersten, zum Eintrittskanal hin weisenden Abschnitt polygon ausgebildet ist und daß sich stromab des Filterelementes ein zweiter Abschnitt der Durchtrittsöffnung anschließt, in dem diese polygone Durchtrittsöffnung dann in eine runde Durchtrittsöffnung einmündet. Wird bei dieser Weiterbildung die zu filtrie- rende thermoplastische Kunststoffschmelze über einen im Quer- schnitt runden Eintrittskanal zugeführt, der endseitig in die polygone Durchtrittsöffnung einmündet, findet in diesem Einmündungsbereich eine Verwirbelung der strömenden Kunststoffschmelze statt, mit der Folge, daß sich hier eine turbulente Strömung ausbildet, die eine besonders gleichmäßige Versorgung aller Filterkerzen gewährleistet . Stromab des Filterelementes bewirkt dann der zuvor beschriebene Übergang von der polygonen Form auf die runde Form im Bereich des zweiten Abschnittes, daß die Strömung der nunmehr filtrierten Kunststoffschmelze beruhigt wird, so daß über den Austrittskanal eine gleichmäßige und kontinuierliche Strömung an Kunststoffschmelze dem nach der Filtriervorrichtung angeordneten Werkzeug bzw. der Düse zugeführt wird.
Dieser zuvor angesprochene Vorteil tritt insbesondere dann auf, wenn der Durchmesser der im zweiten Abschnitt vorgesehenen runden Durchtrittsöffnung identisch ist mit dem Durchmesser des Einmündungsbereiches des Austrittskanals .
Bei einer besonders geeigneten Weiterbildung der zuvor beschrie- benen ersten Möglichkeit ist die polygone Durchtrittsöffnung im Querschnitt als regelmäßiges Sechseck ausgebildet. Diese Weiterbildung überzeugt durch die Tatsache, daß aufgrund der Ausgestaltung des Querschnittes der Durchtrittsöffnung hier ein Maximum an Filterkerzen angeordnet werden kann, wobei trotz dieser maximalen Beladung mit Filterkerzen jede einzelne Filterkerze mit einem optimalen Kunststoffschmelzestrom beaufschlagt wird, mit der Folge, daß nach Ablauf einer entsprechenden Betriebszeit alle Filterkerzen gleichmäßig mit abfiltrierter Verschmutzung beladen sind. Klarstellend ist anzumerken, daß die Bezeichnung regelmäßiges Sechseck nicht nur solche konvexen Sechsecke abdeckt, bei denen die Winkel und die Seitenlängen identisch sind, sondern auch solche Sechsecke bezeichnet, die identische Winkel sowie vier identisch lange Seiten und ferner zusätzlich noch zwei identisch lange Seiten besitzen, wobei die Länge der vier Seiten unterschiedlich ist von der Länge der zwei Seiten, wie dies nachfolgend noch bei einem Ausführungsbeispiel beschrieben wird.
Die zweite Möglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung schlägt vor, daß hierbei die Durchtrittsöffnung, die im Bolzen vorgesehen ist, als runde und somit zylindrische Durchtrittsöffnung ausgestaltet ist .
Soll hingegen bei einem vorgegebenen Bolzendurchmesser im Ver- gleich zu der zuvor beschriebenen zweiten Möglichkeit die Anzahl der in einem Filterelement vorgesehenen Filterkerzen vergrößert werden, so sieht die dritte Möglichkeit vor, daß die Durchtrittsöffnung im Bolzen oval ausgestaltet ist, während die vierte Ausgestaltung der Form der Durchtrittsöffnung vorsieht, daß hierbei diese Durchtrittsöffnung sich aus zwei, teilweise überdeckenden runden Durchtrittsöffnungen ausgestaltet ist. Hierbei ist desweiteren darauf hinzuweisen, daß sich die zuvor beschriebenen vier Möglichkeiten der Ausgestaltung der im Querschnitt unterschiedlich geformten Durchtrittsöffnungen danach richtet, wie der Grad der Verschmutzung der zu filtrierenden Kunststoffschmelze ist und insbesondere, welche rheologischen Probleme die jeweils zu filtrierende Kunststoffschmelze bereitet.
Eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen, bei denen die Durchtrittsöffnung im Bolzen oval ausgestaltet ist oder aus zwei, sich teilweise überdeckenden runden Durchtritts- Öffnungen ausgebildet wird, sieht vor, daß diese Durchtrittsöffnungen im Bolzen über den Querschnitt des Bolzens gesehen in ei- nem ersten Abschnitt dementsprechend oval oder aus zwei sich teilweise überdeckenden runden Durchtrittsöffnungen ausgebildet ist und daß sich hieran stromab des Filterelementes ein zweiter Abschnitt der Durchtrittsöffnung anschließt, der als runder Kanal ausgestaltet ist. Der Durchmesser dieses runden Kanals wird insbesondere an den Durchmesser des hieran angrenzenden Berei- ches des Austrittskanals angepaßt, so daß nahtlos der im Bolzenabschnitt vorgesehene Kanal in den entsprechenden Bereich des Austrittskanals mündet.
Bereits zuvor wurde dargelegt, daß das Filterelement nach einer vorgegebenen oder individuell festgestellten Betriebszeit ausgetauscht werden muß. Um diesen Austausch zu bewirken, besteht zunächst bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung grundsätzlich die Möglichkeit, daß die Vorrichtung durch eine axiale Verschiebung des Bolzens deaktiviert wird, so daß zu diesem Zeitpunkt keine Kunststoffschmelze mehr filtriert wird und das Filterelement in eine Position gebracht wurde, in dem es von außen zugänglich ist. Dementsprechend weist diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Gehäuse mit einem einzigen Eintrittska- nal, einem einzigen Austrittskanal, einer einzigen zylindrischen Bohrung zur axial verschiebbaren Lagerung von einem einzigen Bolzen auf, wobei der Bolzen seinerseits mit einer einzigen Durchtrittsöffnung zur Aufnahme eines einzigen Filterelementes versehen ist.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der mindestens eine zylindrische Bolzen mit zwei, mit axialen Abstand voneinander angeordneten Durchtrittsöffnungen jeweils zur Aufnahme von einem Filterelement versehen ist, wobei in einer ersten Stellung des Bolzens die Filterkerzen von beiden Filterelementen mit der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt werden und in einer zweiten Stellung des Bolzens die Filterkerzen von einem Filterelement mit der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt werden, während gleichzeitig sich die Filterkerzen des anderen Filterelementes in einer Position außerhalb des Gehäuses der
Vorrichtung befindet, so daß dieses Filterelement dann gegen ein solches Filterelement ausgetauscht werden kann, das mit frischen Filterkerzen, d.h. solchen Filterkerzen, die bisher am Filtrierprozeß noch nicht involviert waren, versehen ist. Um eine der- artige zweite Stellung zu erreichen, ist es erforderlich, den Bolzen von der ersten Stellung in die zweite Stellung axial zu verschieben.
Eine Variation der zuvor beschriebenen Ausführungsform der er- findungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß hierbei in der ersten Stellung des Bolzens sich beide Filterelemente nicht in der Filtrierstellung befinden sondern nur ein einziges Filterelement, während das andere Filterelement nicht mit der Kunststoffschmelze beaufschlagt wird. Vielmehr befindet sich dieses FiI- terelement in einer Position, in der es außerhalb des Gehäuses angeordnet ist . Diese Variante wird insbesondere dann angewendet, wenn die jeweils zu filtrierende Kunststoffschmelze insbesondere auf Druckschwankungen und/oder erhöhtem Druck besonders empfindlich reagiert .
Bei einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese mindestens zwei, innerhalb eines Gehäuses angeordnete und axial hierzu verschiebbare Bolzen auf, die jeweils mit mindestens zwei, mit axialem Abstand voneinander angeordnete Filterelemente versehen sind. In einer ersten Stellung der beiden Bolzen werden die Filterkerzen aller Filterelemente mit der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt. In einer zweiten Stellung von einem der beiden Bolzen befindet sich ein Filterelement in einer Position außerhalb des Gehäuses der Vorrich- tung, so daß es dementsprechend gegen ein frisches Filterelement ausgetauscht wird, während gleichzeitig die Filterkerzen der anderen verbleibenden Filterelemente von der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt werden. Um die erste bzw. zweite Stellung der Bolzen zu erreichen, sind diese axial verschiebbar angeordnet. Mit dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, 75 % der maximalen Filtrierkapazität auch dann aufrecht zu erhalten, wenn sich ein Filterelement außerhalb des Gehäuses befindet und somit dieses Filterelement durch ein frisches Filterelement ausgetauscht wird. Die zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehen vor, daß hierbei die Filterelemente dann ausgetauscht werden, wenn die Filterkerzen mit Schmutzaggregaten beladen sind und somit ein Austausch erforderlich wird.
Bei einer prinzipiell anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt diese mindestens einen zylindrischen Bolzen, der mit zwei, mit axialem Abstand voneinander angeordneten Durchtrittsöffnungen jeweils zur Aufnahme von einem Filter- element versehen ist. In einer ersten Stellung des Bolzens werden die Filterkerzen von beiden Filterelementen mit der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt. Durch eine axiale Verschiebung wird der Bolzen dann in eine zweite Stellung überführt, sobald feststeht, daß die Filterkerzen eines Filterele- mentes nahezu vollständig mit Schmutzaggregaten beladen sind, wobei in der zweiten Stellung des mindestens einen Bolzens die Filterkerzen des einen Filterelementes mit der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt werden, während gleichzeitig die Filterkerzen des anderen Filterelementes mit filtrierter Kunst- stoffschmelze rückgespült, d.h. entgegengesetzt zur Filtrierrichtung durchströmt, werden, so daß durch dieses Rückspülen dann ursprünglich filtrierte Kunststoffschmelze mit Schmutz- aggregaten beladen und über einen zur Atmosphäre hin offenen Abfuhrkanal aus dem Gehäuse abgeführt werden. Dieser Abfuhrkanal ist selbstverständlich in der ersten Stellung des Bolzens verschlossen und nur in der zweiten Stellung des Bolzens zur Atmosphäre hin geöffnet . Wie bereits bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden die erste Stellung und die die zweite Stellung und umgekehrt hierzu durch eine axiale Verschiebung des Bolzens herbeigeführt.
Klarstellend ist anzumerken, daß der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff Kunststoffschmelze insbesondere eine Polypropylen-, Polyethylen- , Hochdruckpolypropylen-, Nie- derdruckpolyethylen- , lineares Niederdruckpolyethylen- , PoIy- styrol-, Polyamid-, Alkyl-Butadien-Styrol- (ABS), Polyester-, Polyoxymethylen- (POM), Polyacrylate- , Polymethylmethacrylate- (PMMA) und Polyvinylchlorid-Schmelze bezeichnet. Desweiteren ist klarstellend anzumerken, daß alle im Singular verwendeten Be- griffe in der vorliegenden Beschreibung nicht nur den einen Begriff umfaßt, sondern daß hierunter auch eine beliebige Anzahl dieser Begriffe fällt. Weiterhin ist festzuhalten, daß alle Begriffe, die mit "und/oder" verknüpft sind, sowohl additiv als auch alternativ aufzufassen sind, wobei diese Aussage auch dann gilt, wenn bei einer Aufzählung von mehr als zwei Begriffen nur die beiden letzten Begriffe mit "und/oder" verbunden sind, so daß bei dieser Art der Aufzählung alle Begriffe oder nur ein Teil der Begriffe additiv oder alternativ miteinander verknüpft sind. Die Begriffe stromauf und stromab beziehen sich stets auf die Strömungsrichtung der zu filtrierenden Kunststoffschmelze. Weiterhin ist festzuhalten, daß der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff "Reihe" nicht nur ein lineares Aufeinanderfolgen der Filterkerzen bezeichnet sondern auch ausdrücken kann, daß diese "Reihe von Filterkerzen" gekrümmt oder bogenförmig verläuft, wobei die Form dieses Verlaufes insbesondere davon abhängig ist, nach welchem Muster die Filterkerzen auf der Halterungsplatte angeordnet sind. Ferner ist klarstellend festzuhalten, daß die Filterkerzen eines Filterelementes nicht nur in einer einzigen ersten Reihe und in einer einzigen zweiten Reihe angeordnet sind, sondern daß die Filterkerzen in einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden ersten Reihen und in einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden zweiten Reihen positioniert sind, wie dies insbesondere auch in der Zeichnung dargestellt ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand von fünf Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum
Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoffschmelze;
Figur 2 eine schematische perspektivische Teilansicht des Bolzens mit der im Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung und dem dort angeordneten Filterelement gemäß einer ersten Ausführungsform;
Figur 3 eine perspektivische Teilansicht in Blickrichtung der
Linie A-B in Figur 2;
Figur 4 eine perspektivische Teilansicht in Blickrichtung der
Linie C-D in Figur 2 ;
Figur 5 eine schematische Schnittansicht des Bolzens gemäß der Linie A-B in Figur 7 mit teilweise herausgebrochener
Wandung mit der im Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung und dem dort angeordneten Filterelement gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Figur 6 eine perspektivische Teilansicht längs der Linie A-B in Figur 7;
Figur 7 eine perspektivische Teilansicht der zweiten Ausführungsform;
Figur 8 eine Explosionszeichnung der im Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung und dem dort angeordneten Filterelement gemäß einer dritten Ausführungsform; Figur 9 eine schematische perspektivische Teilansicht des Bolzens mit der im Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung und dem dort angeordneten Filterelement gemäß einer vierten Ausführungsform; und
Figur 10 eine schematische perspektivische Ansicht des Bolzens mit der im Bolzen vorgesehenen Durchtrittsöffnung und dem dort angeordneten Filterelement gemäß einer fünften Ausführungsform.
In den Figuren 1 bis 10 sind die selben Teile mit den selben Bezugszeichen versehen.
In Figur 1 ist schematisch eine Vorrichtung (insgesamt mit 20 bezeichnet) zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoff- schmelze abgebildet, wobei die Vorrichtung 20 ein Gehäuse 21 aufweist. Bei dem abgebildeten Beispiel der Vorrichtung ist das Gehäuse 21 der Vorrichtung 20 mit zwei zylindrischen Bohrungen 3 versehen, wobei die zylindrischen Bohrungen 3 einen oberen BoI- zen 4 und einen unteren Bolzen 4a axial verschiebbar in Pfeil- richtung 22 und umgekehrt hierzu lagern. Um diese axiale Verschiebung der Bolzen 4 bzw. 4a zu bewirken, sind den beiden Bolzen 4 bzw. 4a Hydraulikelemente 23 zugeordnet. Der obere Bolzen 4 und der untere Bolzen 4a sind identisch ausgebildet und weisen mindestens eine sich in Strömungsrichtung (Pfeil 28) der zu filtrierenden Kunststoffschmelze gesehen erstreckende Durchtritts- Öffnung 5 auf, wie dies beim oberen Bolzen 4 zu erkennen ist. Diese Durchtrittsöffnung 5 nimmt jeweils ein Filterelement auf, das in verschiedenen Ausführungsformen in den Figuren 2 bis 9 im Detail abgebildet ist. In Strömungsrichtung der zu filtrierenden Kunststoffschmelze gesehen gelangt diese Kunststoffschmelze über einen Eintrittskanal 1 in das Gehäuse 21 der Vorrichtung 20, von dort in die Durchtrittsöffnung 5, die mit dem Eintrittskanal 1 während des Filtrierens fluchtet, wird durch das in der Durch- trittsöffnung 5 angeordnete Filterelement filtriert und gelangt stromab von dem Filterelement in den Austrittskanal (nicht erkennbar) , der seinerseits wiederum während des Filtrierens mit dem Eintrittskanal und der Durchtrittsöffnung fluchtet. Stromab des Austrittskanals ist dann ein nicht gezeigtes Werkzeug oder eine Düse positioniert, die möglichst kontinuierlich mit filtrierter Kunststoffschmelze versorgt wird. Wie in Figur 1 andeutungsweise zu erkennen ist, ist der Eintrittskanal 1 auf zwei Teilkanäle aufgeteilt, so daß sich der Eintrittskanal in der Nähe der Front des Gehäuses 21 aufteilt, um so einen Teilstrom der zu filtrierenden Kunststoffschmelze zum unteren Bolzen 4a und einen weiteren Teilstrom der zu filtrierenden Kunststoff- schmelze zum oberen Bolzen 4 zu führen. Dementsprechend ist der nicht gezeigte Austrittskanal ebenfalls aufgeteilt und mündet endseitig in einen gemeinsamen Austrittskanal .
Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform ist der untere Bolzen 4a in der Arbeitsstellung (Filtrierstellung) , während der obere Bolzen 4 in einer Position abgebildet ist, in der die Durchtrittsöffnung 5 frei von außen zugänglich ist, so daß hier ein Austausch des mit Schmutzpartikeln beladenen Filterelementes gegen ein unbeladenes Filterelement erfolgen kann.
Die zylindrischen Bohrungen 3 im Gehäuse 21 sind so auf die Durchmesser der Bolzen 4 bzw. 4a angepaßt, daß selbst bei einer axialen Verschiebung der Bolzen in Pfeilrichtung 22 keine
Leckage auftritt und somit hier keine Kunststoffschmelze unerwünscht austreten kann.
In den Figuren 2 bis 4 ist eine erste Ausführungsform als Teil- ansieht abgebildet, die im Detail zeigt, wie bei der Vorrichtung die Filterkerzen 6 des insgesamt mit 7 bezeichneten Filterelementes ausgebildet und angeordnet sind.
Wie aus den Figuren 2 bis 4 zu erkennen ist, weist das Filter- element 7 eine Vielzahl von Filterkerzen 6 auf, die von einer quer zur Strömungsrichtung der Kunststoffschmelze positionierten runden Halterungsplatte 14 gehaltert und jeweils in solchen ersten Reihen 9 und zweiten Reihen 9a angeordnet sind, die, abhängig von der Abbildung, gemäß Figur 2 und 3 bogenförmig gekrümmt verlaufen und gemäß Figur 4 anscheinend linear ausgerichtet ist. Klarstellend ist anzumerken, daß bei den Figuren 2 bis 9 nur jeweils eine erste Reihe 9 und jeweils eine zweite Reihe 9a beispielhaft eingezeichnet sind.
In Verschieberichtung 22 des Bolzens gesehen (nur bei Figuren 2 und 9 eingezeichnet) sind die axialen Längen aller Filterkerzen 6 der ersten Reihe 9 identisch groß, während senkrecht (ausgedrückt durch Pfeilrichtung 29) zur Verschieberichtung des Bolzens 4 gesehen die axialen Längen einer zweiten Reihe 9a der Filterkerzen 6 an die Krümmungslinie der Bohrung 3 so angepaßt sind, daß zwischen den Kopfflächen 11 der Filterkerzen 6 und dem zugehörigen Abschnitt der Krümmungslinie der Bohrung 3 (Figur 1) nur ein minimierter Abstand ausgebildet ist. Die gesamte Fläche der Halterungsplatte 14 ist mit Filterkerzen 6 besetzt, die in aufeinanderfolgenden ersten Reihen 9 und zweiten Reihen 9a ausgerichtet sind. Bedingt durch die dichte Anpassung des Durchmessers des Bolzens 4 an die Bohrung 3 im Gehäuse 21 ist die Krümmungslinie der Bohrung 3 in etwa identisch mit der Außenwandung des Bolzens 4, so daß die Durchtrittsöffnung 5 im Bolzen unter Beibehaltung einer minimalen Totzone vollständig mit Filterkerzen stromauf der Halterungsplatte 14 ausgefüllt ist.
In den Figuren 5 bis 7 ist eine zweite Ausführungsform als Teil- ansicht abgebildet, die im Detail zeigt, wie bei der Vorrichtung die Filterkerzen 6 des insgesamt mit 7 bezeichneten Filterelementes ausgebildet und angeordnet sind. Hierbei unterscheidet sich diese zweite Ausführungsform von der zuvor in Verbindung mit den Figuren 2 bis 4 beschriebene erste Ausführungsform dahingehend, daß bei der zweiten Ausführungsform gemäß der Figuren 5 bis 7 jede Kopffläche 11 der Filterkerzen 6 mit einem Ab- Schlußelement 15 versehen ist, so daß bei dieser zweiten Ausführungsform dieses konisch geformte Abschlußelement 15 einerseits eine rheologische Leitfunktion für die zu filtrierende Kunststoffschmelze wahrnimmt und andererseits im Sinne der vorstehen- den Beschreibung eine Kopffläche der Filterkerzen ausbildet, die einen minimierten Abstand zu dem zugehörigen Abschnitt der Krümmungslinie der Bohrung aufweist und damit die Totzonen volumenmäßig oberhalb der Kopfflächen der Filterkerzen reduziert.
In der Figur 8 ist eine dritte Ausführungsform als Explosions- ansicht abgebildet, die im Detail zeigt, wie bei der Vorrichtung die Filterkerzen 6 des insgesamt mit 7 bezeichneten Filterelementes ausgebildet und angeordnet sind. Hierbei unterscheidet sich diese dritte Ausführungsform von der zuvor in Verbindung mit den Figuren 5 bis 7 beschriebenen zweiten Ausführungsform dahingehend, daß bei der dritten Ausführungsform gemäß der Figur 8 die bei der zweiten Ausführungsform vorgesehenen einzelnen Abschlußelemente 15, die einer jeden Filterkerze 6 individuell zugeordnet sind, durch eine gemeinsame Abschlußplatte 12 ersetzt sind, die mit einer Vielzahl von Bohrungen 13 durchsetzt ist. Wie der separaten Abbildung (obere Abbildung der Figur 8) der Abschlußplatte 12 zu entnehmen ist, sind die über die Oberfläche verteilten Bohrungen 13 mit unterschiedlichen Durchmessern versehen, so daß hierdurch individuell das rheologische Verhalten der zu filtrierenden Kunststoffschmelze gesteuert werden kann. Desweiteren ist deutlich zu erkennen, daß die Abschlußplatte 12 gekrümmt ausgebildet ist und eine tunnelförmige Wölbung aufweist, um sich so an die ersten Reihen 9 und die zweiten Reihen 9a der Filterkerzen 6 dicht anzupassen und damit das Totvolumen unter Optimierung der Filterflächen zu reduzieren, wobei sich die Halterungsplatte 14 an einem radial nach innen ragenden Ringelement 27, das innerhalb der Durchtrittsöffnung 5 vorgesehen ist, abstützt, wie dies auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist. Damit bildet die Oberfläche der Abschlußplatte 12 die Kopfflächen der Filterkerzen im Sinne der vorstehenden Beschreibung aus. Falls gewünscht, kann die Abschlußplatte 12 mit der Haltungsplatte 14 unter Einschluß der Filterkerzen 6 miteinander lösbar verbunden sein, um so das Filterelement 7 insgesamt bei einem Wechsel leichter entnehmen zu können.
Grundsätzlich ist in diesem Zusammenhang festzuhalten, daß, falls erforderlich, bei all den zuvor beschriebenen Ausführungs- formen die Filterkerzen 6 mit der Halterungsplatte 14 lösbar verbunden sein können, so zum Beispiel durch entsprechende Gewinde- oder Bajonett-Verbindungen.
In der Figur 9 ist eine vierte Ausführungsform als Teilansicht abgebildet, die im Detail zeigt, wie bei der Vorrichtung die Filterkerzen 6 des insgesamt mit 7 bezeichneten Filterelementes ausgebildet und angeordnet sind. Hierbei unterscheidet sich diese vierte Ausführungsform von der zuvor in Verbindung mit den Figuren 2 bis 4 beschriebenen ersten Ausführungsform dahingehend, daß bei der vierten Ausführungsform gemäß der Figur 9 die Durchtrittsöffnung 5 im Bolzen 4 nicht rund sondern oval ausgebildet ist, so daß hierdurch die Zahl der Filterkerzen 6 und damit auch die gesamte Filterflächen vergrößert wird bzw. werden.
Wie ebenfalls aus der Figur 9 zu erkennen ist, weist das Filterelement 7 eine Vielzahl von Filterkerzen 6 auf, die von einer quer zur Strömungsrichtung der Kunststoffschmelze positionierten ovalen Halterungsplatte 14 gehaltert und jeweils in solchen ersten Reihen 9 und zweiten Reihen 9a angeordnet sind, wie diese zuvor schon beschrieben sind. Klarstellend ist anzumerken, daß bei der Figur 9 nur jeweils eine erste Reihe 9 und jeweils eine zweite 9a beispielhaft eingezeichnet sind.
In Verschieberichtung 22 des Bolzens gesehen sind die axialen Längen aller Filterkerzen 6 der ersten Reihe 9 identisch groß, während senkrecht (ausgedrückt durch Pfeilrichtung 29) zur Verschieberichtung 22 des Bolzens 4 gesehen die axialen Längen der zweiten Reihe 9a der Filterkerzen 6 an die Krümmungslinie der Bohrung 3 (Figur 1) so angepaßt sind, daß zwischen den Kopfflä- chen 11 der Filterkerzen 6 und dem zugehörigen Abschnitt der Krümmungslinie der Bohrung 3 (Figur 1) nur ein minimierter Abstand ausgebildet ist . Die gesamte Fläche der Halterungsplatte 14 ist mit Filterkerzen 6 besetzt, die in aufeinanderfolgenden ersten Reihen 9 und zweiten Reihen 9a ausgerichtet sind. Bedingt durch die dichte Anpassung des Durchmessers des Bolzens 4 an die Bohrung 3 im Gehäuse 21 ist die Krümmungslinie der Bohrung 3 in etwa identisch mit der Außenwandung des Bolzens 4, so daß die Durchtrittsöffnung 5 im Bolzen unter Beibehaltung einer minimalen Totzone vollständig mit Filterkerzen stromauf der Halte- rungsplatte 14 ausgefüllt ist. Stromab des Filterelementes 7 und insbesondere stromab der Halterungsplatte 14 mündet die ovale Durchtrittsöffnung 5 in einen Kanal 30, wobei der Kanal 30 einen runden Durchmesser aufweist, der identisch ist mit dem Durchmesser des runden Austrittskanals.
Die Figur 10 bildet eine fünfte Ausführungsform eines Bolzens als perspektivische Ansicht ab, die im Detail zeigt, wie bei der Vorrichtung die Filterkerzen 6 des insgesamt mit 7 bezeichneten Filterelementes ausgebildet und angeordnet sind. Hierbei unter- scheidet sich diese fünfte Ausführungsform von der zuvor in Verbindung mit den Figuren 2 bis 4 beschriebenen ersten Ausführungsform dahingehend, daß bei der fünften Ausführungsform gemäß der Figur 10 die Durchtrittsöffnung 5 im Bolzen 4 nicht rund sondern sechseckig ausgebildet ist, so daß hierdurch die Zahl der Filterkerzen 6 und damit auch die gesamte Filterflächen vergrößert wird bzw. werden.
Wie ebenfalls aus der Figur 10 zu erkennen ist, weist das Filterelement 7 eine Vielzahl von Filterkerzen 6 auf. Eine nicht erkennbare sechseckige Halterungsplatte, die quer zur Strömungs- richtung der Kunststoffschmelze innerhalb des Bolzens 4 positioniert ist, haltert die überwiegend zylindrischen Filterkerzen 6. Diese Filterkerzen 6 sind jeweils in solchen ersten Reihen 9 und zweiten Reihen 9a angeordnet, wie diese zuvor schon beschrieben sind. Klarstellend ist anzumerken, daß bei der Figur 10 nur jeweils eine erste Reihe 9 und jeweils eine zweite 9a beispielhaft eingezeichnet sind.
In Verschieberichtung 22 des Bolzens gesehen sind die axialen Längen aller Filterkerzen 6 der ersten Reihe 9 identisch groß, während senkrecht (ausgedrückt durch Pfeilrichtung 29) zur Verschieberichtung 22 des Bolzens 4 gesehen die axialen Längen der zweiten Reihe 9a der Filterkerzen 6 an die Krümmungslinie der Bohrung 3 (Figur 1) so angepaßt sind, daß zwischen den Kopfflä- chen 11 der Filterkerzen 6 und dem zugehörigen Abschnitt der Krümmungslinie der Bohrung 3 (Figur 1) nur ein minimierter Abstand ausgebildet ist. Bedingt durch die dichte Anpassung des Durchmessers des Bolzens 4 an die Bohrung 3 im Gehäuse 21 ist die Krümmungslinie der Bohrung 3 in etwa identisch mit der Außenwandung des Bolzens 4, so daß die sechseckige Durchtrittsöffnung 5 im Bolzen unter Beibehaltung einer minimalen Totzone vollständig mit Filterkerzen stromauf der Halterungsplatte ausgefüllt ist. Stromab des Filterelementes 7 und insbesondere stromab der Halterungsplatte mündet die sechseckige Durchtritts- Öffnung 5 im Bereich des zweiten Abschnittes in einen runden Querschnitt (nicht abgebildet) , wobei der Durchmesser dieses runden Durchtrittsöffnungsbereiches identisch ist mit dem Durchmesser des ebenfalls runden Austrittskanals. Dies bedeutet, daß die Durchtrittsöffnung über ihre axiale Länge gesehen einen zum Eintrittskanal hin weisenden sechseckigen ersten Abschnitt und stromab der Halterungsplatte einen ebenfalls sechseckigen Querschnitt aufweist, der jedoch noch innerhalb des Bolzens in einen runden Querschnitt einmündet, wobei dieser Durchtrittsöffnungs- bereich vorstehend als zweiter Abschnitt bezeichnet wurde. Bezüglich der Ausgestaltung des Querschnitts der Durchtrittsöffnung der in Figur 10 gezeigten Ausführungsform ist festzuhalten, daß es sich hierbei, wie bereits vorstehend wiederholt erwähnt, im ersten Abschnitt und teilweise auch im zweiten Abschnitt um ein Sechseck handelt. Dieses Sechseck ist ein regelmäßiges konvexes Sechseck, bei dem alle Winkel identisch sind. Die Länge der vier Seiten a bis d dieses Sechsecks sind ebenfalls identisch, während die Seite e und die in Figur 10 nicht erkennbare, parallel hierzu ausgerichtete zugehörige Seite ebenfalls iden- tisch lang sind, jedoch länger als die vier Seiten a bis d. Von daher kann man die Querschnittsform auch in Verschieberichtung des Bolzens gesehen als langgezogenes Sechseck bezeichnen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Filtrieren einer thermoplastischen Kunststoffschmelze mit einem Gehäuse, das mit einem Eintritts- kanal für die Kunststoffschmelze und einem Austrittskanal für die Kunststoffschmelze versehen ist, wobei der Eintrittskanal von dem Austrittskanal durch mindestens eine senkrecht zu den Kanälen verlaufende zylindrische Bohrung zur Aufnahme von mindestens einem axial verschiebbaren BoI- zen abgetrennt ist und der Bolzen mit mindestens einer
Durchtrittsöffnung zur Aufnahme von mindestens einem aus einer Vielzahl von Filterkerzen bestehenden Filterelement versehen ist, die in Verschieberichtung des Bolzens und senkrecht hierzu in Reihen angeordnet und die in Strömungs- richtung der Kunststoffschmelze axial ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Verschieberichtung (22) des Bolzens (4) gesehen die axialen Längen aller Filterkerzen (6) einer ersten Reihe (9) identisch sind und daß senkrecht (29) zur Verschieberichtung (22) des Bolzens (4) gesehen die axialen Längen aller Filterkerzen (6) einer zweiten
Reihe (9a) an die Krümmungslinie der Bohrung (3) derart angepaßt sind, daß zwischen den Kopfflächen (11) der Filterkerzen (6) und dem zugehörigen Abschnitt der Krümmungslinie der Bohrung (3) ein minimierter Abstand ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfflächen (11) der Filterkerzen (6) mit einem Abstand von 2 mm bis 0,5 mm zu dem zugehörigen Abschnitt der Krümmungslinie der Bohrung (3) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß allen Kopfflächen (11) der Filterkerzen (6) eine gemeinsame Abschlußplatte (12) zugeordnet ist, die mit Bohrungen (13) versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (13) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkerzen (6) auf einer senkrecht zur Strömungsrichtung der Kunststoffschmelze angeord- neten Halterungsplatte (14) positioniert sind, die mit
Durchtrittsöffnungen für die Kunststoffschmelze versehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsplatte (14) mit der Abschlußplatte (12) lösbar verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Filterkerze (6) mit einem, der Kopffläche (11) zu- geordneten Abschlußelement (15) versehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußelement (15) eine konische oder konusartige Form aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (5) im Bolzen (4) einen polygonen, insbesondere einen vier- bis zehneckigen, Querschnitt aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (5) im Bolzen (4) in einem ersten, zum Eintrittskanal (1) hin weisenden Abschnitt polygon ausgebildet ist und daß sich stromab des Filterelementes (7) ein zweiter Abschnitt der Durchtrittsöffnung (5) anschließt, in dem diese polygone Durchtrittsöffnung in eine runde Durchtrittsöffnung einmündet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der im zweiten Abschnitt vorgesehenen runden Durchtrittsöffnung identisch ist mit dem Durchmesser des Einmündungsbereiches des Austrittskanals (2) .
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge- kennzeichnet, daß die polygone Durchtrittsöffnung im Querschnitt als regelmäßiges Sechseck ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (5) im Bolzen (4) rund ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (5) im Bolzen (4) oval ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (5) im Bolzen (4) als zwei, sich teilweise überdeckenden runden Durchtrittsöffnungen ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (5) im Bolzen (4) in einem ersten Abschnitt oval oder aus zwei sich teilweise überdeckenden runden Durchtrittsöffnungen (5) ausgebildet ist und daß sich stromab des Filterelementes (7) ein zweiter Abschnitt der Durchtrittsöffnung (5) anschließt, der aus einem runden Kanal (30) ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) einen einzigen Eintrittskanal (1) , einen einzigen Austrittskanal, eine einzige zylindrische Bohrung (3) zur axial verschiebbaren Lagerung von einem einzigen Bolzen (4; 4a) aufweist, wobei der Bolzen eine einzige Durchtrittsöffnung (5) zur Aufnahme eines einzigen Filterelementes (7) besitzt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Bolzen (4, 4a) mit zwei mit axialen Abstand voneinander angeordneten Durchtritts- Öffnungen jeweils zur Aufnahme von einem Filterelement (7) versehen ist, wobei in einer ersten Stellung des Bolzens die Filterkerzen (6) von beiden Filterelementen (7) mit der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt werden und in einer zweiten Stellung des Bolzens (4, 4a) die Filter- kerzen (6) von einem Filterelement (7) mit der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt werden, während gleichzeitig sich die Filterkerzen (6) des anderen Filterelementes (7) in einer Position außerhalb des Gehäuses (21) der Vorrichtung (20) befinden, und daß der Bolzen (4, 4a) von der ersten Stellung in die zweite Stellung und umgekehrt hierzu axial verschiebbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (20) mindestens zwei, in- nerhalb eines Gehäuses (21) angeordnete und axial hierzu verschiebbare Bolzen (4, 4a) aufweist, die jeweils mit mindestens zwei, mit axialen Abstand voneinander angeordnete Filterelementen (7) versehen sind, wobei in einer ersten Stellung der Bolzen (4, 4a) die Filterkerzen (6) aller FiI- terelemente (7) mit der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt werden und in einer zweiten Stellung des einen der beiden Bolzen sich mindestens ein Filterelement (7) in einer Position außerhalb des Gehäuses (21) der Vorrichtung (20) befindet, während gleichzeitig die Filterkerzen (6) der anderen verbleibenden Filterelemente (7) von der zu filtrierenden Kunststoffschmelze durchströmt werden, und daß die Bolzen (4, 4a) von der ersten Stellung in die zweite Stellung und umgekehrt hierzu axial verschiebbar sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine zylindrische Bolzen (4, 4a) mit zwei mit axialen Abstand voneinander angeordneten Durchtrittsöffnungen (5) jeweils zur Aufnahme von einem Filterelement (7) versehen ist, wobei in einer ersten Stellung des Bolzens (4, 4a) die Filterkerzen (6) von beiden Filterelementen (7) mit der zu filtrierenden Kunststoff- schmelze durchströmt werden und in einer zweiten Stellung des mindestens einen Bolzens (4, 4a) die Filterkerzen (6) des einen Filterelementes (7) mit der zu filtrierenden
Kunststoffschmelze durchströmt werden, während gleichzeitig die Filterkerzen (6) des anderen Filterelementes (7) mit filtrierter Kunststoffschmelze rückgespült werden, daß dem Gehäuse (21) ein zur Atmosphäre hin offener Abfuhrkanal zu- geordnet ist, der in der ersten Stellung des Bolzens (4, 4a) verschlossen und in der zweiten Stellung des Bolzens zur Atmosphäre hin geöffnet ist, und daß der Bolzen von der ersten Stellung in die zweite Stellung und umgekehrt hierzu axial verschiebbar ist .
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